5.4. Радиовещание

Вскоре после того, как появился телефон, Т. Пушкаш предложил знакомить абонентов по телефону с музыкой и текущими новостями⁵⁷⁰.

Чтобы продемонстрировать возможность этого, в 1881 г. на Между-народной выставке в Париже он соединил один из павильонов с оперным театром⁵⁷¹. А в 1882 г. его брат Ференц организовал подобную же транс-ляцию из Национального театра на балу журналистов в Будапеште⁵⁷².

Возглавив после смерти брата будапештскую телефонную станцию,

Т. Пушкаш организовал 15 февраля 1893 г. трансляцию «говорящей» или телефонной газеты, т. е. стал знакомить абонентов с текущими новостями⁵⁷³.

Между тем появилось радио. Первоначально его использовали только как «беспроволочный телеграф»⁵⁷⁴. И сразу, уже в конце 90-х гг. в XIX в., было обнаружено следующее явление. «Пытаясь найти неисправность в радиоприемнике «прозвонкой» электрических цепей с помощью обыкно-венной телефонной трубки», помощники А. С. Попова, П. Н. Рыбкин и Д. С. Троицкий услышали «радиосигналы азбуки Морзе ближайшей радио-станции»⁵⁷⁵.

Это означало, что с помощью радиоволн можно передавать звуковые сигналы и что маломощные электрические сигналы, передаваемые с помощью азбуки Морзе, человек способен воспринимать на слух. В 1899 г. А. С. Попов получил российскую привилегию, а также патенты в Англии и Франции на «Телефонный приемник депеш, посылаемых с помощью электромагнитных волн по системе Морзе»⁵⁷⁶.

Примерно тогда же профессор Питсбургского университета и консуль-тант Метеорологического бюро Реджинальд Обри Фессенден (Fessenden Reginald Aubrey)» (1866–1932) сделал попытку использовать радиоволны для звуковой трансляции. Позднее он утверждал, что в 1900 г. ему удалось передать человеческую речь на расстояние мили, т. е. примерно полутора километров⁵⁷⁷.

Однако это утверждение вызывает сомнения, так как для осуществления такой передачи требовалось предварительное решение двух очень важных проблем.

Вот что говорится о первой из них на страницах школьного учебника физики: «При радиотелефонной связи колебания давления воздуха в звуковой волне превращаются с помощью микрофона в электрические колебания той же формы. Казалось бы, если эти колебания усилить и подать на антенну, то можно будет передавать на расстояние речь и музыку с помощью электромагнитных волн. Однако в действительности такой способ передачи неосуществим»⁵⁷⁸.

Дело в том, что человек способен произносить звуки в диапазоне от 80 до 12000 Гц. Но на 90% наша речь не выходит за пределы 2000 Гц. Ухо человека может воспринимать звуковые колебания от 20 до 20000 Гц, но обыкновенный слух улавливает колебания от 200 до 5000 Гц, поэтому Международный стандарт для телефона определяет этот диапазон в пределах от 300 до 3400 Гц⁵⁷⁹.

Между тем, как было показано выше, даже для сверхдлинных радиоволн характерна частота от 3 до 30000 Гц. Поэтому, чтобы передать низкочастотные звуковые колебания на расстояние с помощью электромагнитных волн, звуковые колебания необходимо предварительно преобразовать в высокочастотные. Этот процесс получил название модуляции. «Без модуляции мы в лучшем случае можем контролировать работает станция или молчит»⁵⁸⁰.

Но высокочастотные электрические сигналы способны придать мембране приемного устройства только высокочастотные колебания, которые не воспринимает ухо человека, поэтому их требуется преобразовать в низкочастотные, для чего необходимо специальное устройство, получившее название детектора⁵⁸¹.

Насколько удалось Р. О. Фессендену решить эти две проблемы к 1900 г., мы не знаем. Но детекторное устройство, получившее название «бареттера Фессендена», он запатентовал только в 1903 г.⁵⁸²

Что же касается модуляции, то эта проблема была решена еще позже. Для ее решения Р. О. Фессенеден обратился за помощью к известному электротехнику Чарлзу Протеусу Штейнмецу, работавшему тогда в фирме General Electric Company. Ч. П. Штейнмец порекомендовал ему своего помощника Эрнста Александерсона (Ernst Frederic Werner Alexanderson (1878–1975)⁵⁸³.

Только после этого в 1906 г. Р. Фессенден снова повторил свой опыт. Из небольшого американского городка Брант Рок в штате Мэриленд он связался по радиотелефону с Плимутом, находившимся на расстоянии 11 миль или же 16 км. Опыт оказался удачным. 26 января и 2 февраля 1907 г. сообщения о нем появились в печать⁵⁸⁴. В июле 1907 г. Р. Фессендену удалось связаться по радиотелефону с Ямайкой и Лонг Айлендом, удаленными от его лаборатории примерно на 300 км⁵⁸⁵.

Правительство США сразу же взяло это изобретение на вооружение и начало оснащать радиотелефонами военные корабли. По утверждению Ли де Фореста, в 1907–1908 гг. он «оборудовал головной корабль флота США «Огайо» и некоторые другие корабли дуговыми передатчиками и фонографами для трансляции во время плавания»⁵⁸⁶.

В 1908 г. был организована первая в истории музыкальная передача с Эйфелевой башни в Париже⁵⁸⁷.

В 1909 г. американский радиолюбитель Чарлз Дэвид Хэролд (Герольд) (Charles David Herrold) (1875–1948) с помощью любительского радиопере-датчика создал в городе Сан-Хосе (Калифорния) первую известную нам радиовещательную станцию и начал регулярно выходить в эфир с музыкальными программами, предназначенными для таких же, как он, радиолюбителей⁵⁸⁸.

Однако радиус действия первых радиовещательных станций был невелик. Новые возможности на этом пути открыло изобретение радиолампы. Ее использование позволило в 1915 г. установить не только трансконтинентальную телефонную связь между Нью-Йорком и Сан-Франциско⁵⁸⁹, но и провести сеанс трансатлантической радиотелефонной связи между Арлингтоном (штат Виргиния) и Парижем⁵⁹⁰.

«В 1916, – вспоминал Ли де Форест, – после того как мы научились изготавливать колебательные электронные лампы мощностью от 50 до 100 Вт я начал регулярные ночные радиовещательные передачи с моей станции в «High Bridge» (Нью-Йорк)»⁵⁹¹, «а в ноябре 1916 г. была воплощена идея передачи процедуры подсчета голосов во время президентских выборов. Газеты писали: «Семь тысяч «радиотелефонных операторов» в радиусе 200 миль от Нью-Йорка принимали выборные сводки»⁵⁹².

Когда весной 1917 г. США вступили в Первую мировую войну, все частные радиостанции были закрыты. И только после того, как летом 1919 г. был подписан Версальский мирный договор, запрет был снят. Уже в декабре этого года радиостанция Ли де Фореста снова вышла в эфир⁵⁹³.

Осенью 1920 г. в американском городе Питтсбурге начала работать радиостанция, созданная известной электротехнической фирмой Вестингауз. Впервые она вещала не для десятков и сотен, а для тысяч радиоприемников⁵⁹⁴.

К началу 1923 г. в США было выдано около 600 лицензий на радиовещание, в 1930 г. – более 6 тыс.⁵⁹⁵. Особую роль в развитии американского радиовещания сыграл выходец из России, уроженец Минска Давид Абрамович Сарнов (1891–1971)», возглавивший созданную в 1919 г. известной электротехнической фирмой Дженерал электрик – Радио-корпорацию Америки (RCA)⁵⁹⁶. В 1926 г. под его руководством была создана Национальная вещательная компания (NBC). В 1927 г. возникла вторая крупная сеть коммерческих станций – Колумбийская вещательная система (CBS)⁵⁹⁷.

В первой половине 1920-х гг. радиовещание началось в Велико-британии⁵⁹⁸, Германии, Франции и других европейских странах⁵⁹⁹.

К 1922 г. относится экспериментальное радиовещание во многих странах Азии: в Японии, Китае, Индонезии, на Филиппинах и т. д. В том же году Япония первой из азиатских стран перешла к регулярному радиовещанию. В 1926 г. здесь была создана Национальная вещательная корпорация (NHK), с 1928 г. организовано централизованное общенациональное вещание по всей стране⁶⁰⁰.

В те же годы регулярное радиовещание появилось в Аргентине, Бразилии, на Кубе, в Мексике, Перу, Уругвае. В 1926 г. оно существовало во всех латиноамериканских странах⁶⁰¹.

В 1920-е гг. началось радиовещание в Австралии и Африке⁶⁰².

Если в 1921 г. в мире насчитывалось около 50 тыс. любительских радиоприемников, то в 1922 г. их было 600 тыс., в 1925 г. – 4 млн, в 1927 г. – 6 млн⁶⁰³.

Наиболее быстро этот процесс развивался в США. В 1923 г. здесь имелось около 0,5 млн радиоприемников, в 1926 г. – 5 млн, в 1930 г. – 12 млн, накануне Второй мировой войны – более 25 млн⁶⁰⁴. В 1920 г. население США составляло 106 млн чел., в 1940 г. – 132⁶⁰⁵. Если в 1920 г. радиоприемники представляли собою большую редкость, то в 1940 г. их имело подавляющее большинство семей: 90% в городе и около 70% в сельской местности⁶⁰⁶.

До середины 20-х гг. развитие частного радиовещания в Германии сдерживалось существовавшим законодательством. После того, как в 1926 г. оно было пересмотрено, Германия тоже встала на путь радиофикации. В 1929 г. в ней было более 2,5 млн радиоприемников, к 1933 г. – 4 млн, через десять лет – 16 млн⁶⁰⁷.

В Японии к концу 1941 г., когда страна вступила во Вторую мировую войну, имелось около 6,5 млн радиоприемников⁶⁰⁸.

Аудитория первых радиостанций была невелика. Между тем обнаружилось, что радио позволяет оперативно передавать информацию за сотни и тысячи километров. Стало очевидно и то, что со временем оно может стать конкурентом периодической печати.

В связи с этим, не дожидаясь, когда радиоприемник получит такое же распространение, как журнал и газета, правительства некоторых стран становятся на путь использования так называемого проводного или кабельного радио.

По сути дела, речь шла о подключении радиовещательных станций к телефонным линиям и организации с их помощью передачи информации для более широкого круга лиц, чем владельцы радиоприемников.

В 1960 г. на 750 млн семей приходилось 350 млн радиоприемников⁶⁰⁹. К середине 1970-х численность семей увеличилась примерно до 1 млрд, а количество радиоприемников до 850 млн⁶¹⁰. Из этого явствует, что в 60-е гг. радио стало обычным явлением. К 2000 г. на 6 млрд человек населения планеты приходится 1,5 млрд радиоприемников⁶¹¹.

Вторая половина XX в. характеризовалась не только завершением радиофикации, но и крупными переменами в радиотрансляции, связанными с совершенствованием модуляции.

Модуляция – это изменение амплитуды, частоты и фазы электро-магнитных колебаний высокой, несущей частоты под влиянием колебаний более низкой частоты⁶¹².

«Начиная с первых опытов Герца и Попова вплоть до середины 30-х годов, управление колебательными движениями при передаче сигналов было основано на изменении интенсивности колебаний, т. е. применялась амплитудная модуляция»⁶¹³.

Можно встретить мнение, что первоначальное использование амплитудной модуляции объясняется «в основном тем, что в передающих устройствах ранних типов изменение амплитуды высокочастотных коле-баний выполнялось более легко, чем управление частотой или фазой»⁶¹⁴. Однако на самом деле все было еще проще, «на заре радиотехники» изучением модуляции никто не занимался, поэтому не возникал даже вопрос о необходимости подразделения ее на виды⁶¹⁵.

И только по мере того, как происходило освоение эфира и постепенно открывалась перспектива исчерпания возможностей использования длин-ных и средних волн, ученые начали задумываться над тем, как расширить возможности нового вида связи. Модуляция стала предметом специального изучения. И только тогда обнаружилось, что она может быть трех видов: амплитудная, частотная и фазовая. Первые исследования в этой области появились в 1915–1916 гг.⁶¹⁶.

Главное различие между амплитудной и частной модуляцией заклю-чается в том, что при амплитудной модуляции основные характеристики передаваемого информационного сигнала выражаются с помощью измене-ния амплитуды электромагнитных колебаний, при частотной модуляции амплитуда электромагнитных колебаний остается без изменений, а содержание информационного сигнала передается с помощью изменения частоты электромагнитных колебаний.

«История ЧМ и ФМ как новых типов модуляции, – пишут авторы «Очерков истории радиотехники», – начинается с конца Первой мировой войны (1918–1919), когда вопросом частотной модуляции занялись в связи с приобретавшей все более важное значение проблемой уплотнения эфира»⁶¹⁷.

Изучение частотной модуляции обнаружило, что она, во-первых, «позволяет избавиться от помех и получить высокое качество воспроизве-дения звука»⁶¹⁸, а во-вторых, «дает возможность уменьшить излучаемую мощность сравнительно с системами амплитудной модуляции»⁶¹⁹.

Однако переход от амплитудной модуляции к частотной сдерживало то, что она возможна только на ультракоротких волнах⁶²⁰. Между тем ультракороткие волны начали использовать лишь в 20–30-е гг., когда был исчерпан диапазон сверхдлинных, длинных и средних волн и появилась возможность использования в качестве генератора частотной модуляции электронных радиоламп.

Большой вклад в изучение этого вида модуляции внес американский физик Эдвин Говард Армстронг⁶²¹. К 1935 г. он разработал методику ее практического использования в радиотехнике⁶²² и в 1937 г. построил первую радиовещательную станцию с частотной модуляцией⁶²³. После успешного экспериментального испытание этой станции правительство США в 1939 г. утвердило государственные стандарты на частотную модуляцию⁶²⁴.

За США последовали другие страны. После Второй мировой войны частотная модуляция стала самым распространенным способом передачи радиосигналов⁶²⁵.

В 90-е годы, когда переход к ней был завершен, в радиовещании тоже началась цифровая революция.